半導体製造・検査装置

1. 先端半導体デバイスの技術動向と多様化する顧客ニーズ

半導体はIoT（Internet of Things），AI（Artificial Intelligence），5G（Fifth Generation）モバイルネットワーク通信，自動運転などを活用したデジタル社会を支える基盤技術として今後ますます需要が拡大すると期待されている。また，経済安全保障などの観点からも各国が大規模な産業政策を展開している重要な戦略技術である。

現在，先端半導体デバイスにおいては，EUV（Extreme Ultraviolet）^※1）リソグラフィの導入によるさらなる微細化が進められており，先端ロジックではトランジスタ構造の複雑化やチップレベル積層技術を用いた高集積化も一段と進んでいく。また，3D-NANDフラッシュメモリでは積層数の増加，DRAM（Dynamic Random Access Memory）^※2）では微細化と3D構造化により引き続き記憶密度の向上が図られる。

このような先端半導体デバイスの製造・検査計測装置では，サブナノメートルオーダーでの加工精度とその管理に必要な検査計測精度が要求される。また，EUVリソグラフィ起因の欠陥・ばらつきの管理や各製造装置の処理時に発生する異物に関してもより厳しい管理が要求される。開発期間短縮と歩留まり向上のため，デバイス不良箇所の特定を行う高精度な解析ニーズも高まっている。

日立グループは，今後も多様化する顧客ニーズに対してソリューションを提供していく。

（株式会社日立ハイテク）

※1）

波長が13.5 nmの極端紫外線光源

※2）

キャパシタに電荷を貯めて情報を保持する記憶素子

［01］先端半導体デバイスの進展

2. EUV適用で高まる検査計測ニーズに対応した電子線広視野検査システムGS1000

3. 高効率検査ニーズに対応したウェーハ表面検査装置LS9600

4. 微小デバイス特性評価装置ナノ・プローバNP8000

微小デバイス特性評価装置（ナノ・プローバ）は，直径数十ナノメートルの微細な探針を半導体素子に直接コンタクトさせることで，トランジスタの電気特性を計測したり，デバイスの故障箇所を特定したりするために用いられるSEM（Scanning Electron Microscope）ベースの解析装置である。昨今，半導体デバイスの進展に伴って，電子線照射ダメージによるデバイスの電気特性変動や回路内の故障箇所を絞り込む技術の高度化がナノ・プローバの課題となっている。

今回開発した新型ナノ・プローバNP8000では，ショットキー電子銃とブースティング減速法を組み合わせた新光学系を採用することで，低加速電圧条件下におけるSEM像の高分解能化を実現し，電子線照射によるダメージを最小化した。さらに，EBAC（Electron Beam Absorbed Current）^※）アンプを新型化することで，従来装置では解析不可能であった低抵抗性の欠陥を可視化することが可能となった。

NP8000で実現したソリューションは，先端半導体デバイスメーカーのみならず，中国の新興半導体企業など，今後大幅な需要増加が見込まれる故障解析分野へ展開することが期待できる。

（株式会社日立ハイテク）

※）

半導体デバイス上に電子線を照射した際に発生する回路内に流れる電流（吸収電流）を探針で検出し，画像化することで故障箇所を可視化する技術

［04］微小デバイス特性評価装置ナノ・プローバNP8000の外観